Пристрій сучасного двигуна

Пристрій газорозподільного механізму двигуна внутрішнього згоряння: призначення, принцип роботи

Основне призначення газорозподільного механізму (ГРМ) — своєчасна подача горючої суміші палива і повітря (паливо-повітряної суміші в камеру згоряння і виведення газів із циліндрів двигуна.

Робота ГРМ полягає у своєчасному відкриття-закриття впускних і випускних клапанів.

Принцип дії газорозподільного механізму

Робота газорозподільного механізму полягає у синхронному русі двох валів – колінчастого валу і розподільного вала. Паралельне обертання валів забезпечує своєчасне відкриття і закриття впускних і випускних клапанів циліндрів двигуна.

Під час обертання розподільного вала його кулачки впливають на важелі, які в свою чергу передають зусилля на клапанні стрижні, що і призводить до відкриття клапанів.

При подальшому обертанні розподільного вала клапани закриваються, завдяки заняттю кулачками початкової позиції.

Класифікація ГРМ

Сучасні автомобільні двигуни отримали різні типи газорозподільних механізмів, розробка яких була заснована на досвіді експлуатації більш ранніх моделей.

Класифікація ГРМ по чотирьом основним відмінностям:

  • За розташуванням розподільного вала:
  • — верхнє розташування ГРМ;

    — нижнє розташування ГРМ;

    2. За кількістю розподільних валів:

    — одинраспредвал (SOHC — Single OverHead Camshaft)

    — двараспредвала (DOHC — Double OverHead Camshaft);

    3. За кількістю клапанів – 2, 3, 4, 5;

    4. З приводу розподільного валу:

    — ланцюговий привід від колінчастого вала;

    — шестерний привід від колінчастого вала;

    — ремінною привід колінчастого вала.

    Найчастіше зустрічається верхнє розташування розподільного вала в головці двигуна – це пояснюється простотою конструкції та ефективністю роботи, зменшенням маси механізму. Відкриття і закриття клапанів в газорозподільному механізмі такого типу здійснюється за допомогою штовхачів.

    Пристрій газорозподільного механізму

    Устройство газораспределительного механизма двигателя

    Газорозподільний механізм складається з:

  • розподільного валу;
  • штовхачів;
  • клапанів;
  • коромисла;
  • штанги;
  • приводу.
  • 1. Розподільний вал. Обертання розподільного вала призводить до своєчасному відкриттю і закриттю клапанів газорозподільного механізму залежно від порядку роботи циліндрів двигуна, враховуючи фази газорозподілу газів в механізмі. Виготовляють розподільний вал з міцної загартованої сталі або чавуну. На валу ГРМ є опорні шийки і кулачки. Форма кулачків впливає на робочі процеси розподілу горючої суміші і газів, частоту і час відкриття, закриття клапанів. У торці розподільного валу ГРМ кріпиться зірочка (на яку встановлюється ланцюг) або шків привода вала (на яку одягається ремінь). Вал встановлюється в корпусі на підшипниках. В цілях запобігання осьових зміщень розподільний вал має упорний фланець.

    2. Штовхачі. Штовхачі – це деталі газорозподільного механізму, які служать для передачі зусиль від кулачків розподільного вала до штанг коромисел. Виготовляють штовхачі з високоміцної сталі або чавуну.

    Види штовхачів: роликові, циліндричні, грибоподібні.

    Рух штовхачів відбувається в корпусах, закріплених на блоці циліндрів або по напрямних.

    3. Клапани. Клапани служать для подачі горючої суміші в циліндри двигуна і виводу відпрацьованих газів. Розрізняють впускні і випускні клапани. Впускні служать для впуску горючої суміші, а випускні клапани служать для випуску відпрацьованих газів.

    Конструкція клапана. Клапан складається з стрижня і головки. НА клапанної голівці є кромка під 45 градусів для кращого прилягання клапана. Впускний клапан відрізняється від діаметром випускного. Випускний клапан значно більше за діаметром, ніж впускний, так як обсяг відпрацьованих газів перевищує обсяг подається горючої суміші. Клапани ГРМ встановлені в голівці блоку циліндрів. Місце їх з’єднання називається сідлом і має конусну форму. Для герметизації циліндра призначений клапанний механізм. Для поліпшення герметизації циліндра проводять процес під назвою притирання клапанів.

    Впускні клапани виготовляють із сталі з хромистым покриттям, а випускні клапани з жароміцної сталі. Сідла клапанів виготовляють із жаростійкого чавуну.

    Рух стрижнів клапанів здійснюється по напрямних втулок, які виготовляються з чавуну або сталі. Напрямні з’єднані з головкою блоку циліндрів. Клапани оснащені внутрішньої і зовнішньої пружинами. Пружини ж кріпляться за допомогою тарілок, сухарів і шайб.

    Відкриття клапанів здійснюється через зусилля, яке передається від розподільного вала на клапан.

    Газорозподільний механізм сучасних двигунів влаштований таким чином, що на кожен циліндр двигуна є по два клапани впуску і два клапана випуску. Для зняття клапанів використовують рассухариватели клапанів.

    4. Штанги

    Штанги призначені для передавання зусилля від штовхачів до коромисла. Штанги штовхачів можуть мати форму порожнистих циліндричних стрижнів зі сталевими наконечниками.

    Стійки виготовляють із зносостійкого алюмінієвого сплаву, кріпляться з одного боку до коромыслу, а з іншого – до штовхальника.

    5. Коромисло

    Коромисло служить для передачі зусилля від штанги до клапанів. Коромисло виконано у вигляді важеля з двома плечима, який кріпиться на осі. При цьому одне плече довше, ніж інше (біля штанги).

    Виготовляють коромисла із міцної сталі. Встановлюють коромисло на осі, яка кріпиться до голівки циліндрів, на спеціальних втулках. Втулки призначені для зменшення тертя між віссю і коромислом.

    6. Привід розподільного вала

    Розподільний вал приводиться в рух від колінчастого вала за допомогою приводу, який може бути, як ми говорили ланцюговий, шестерний, ремінною.

    Швидкість обертання розподільного вала в 2 рази менше, ніж швидкість обертання колінчастого вала, що забезпечується передавальним числом зірочки, або розміром шківа.

    Таким чином, за два обертання колінчастого вала, розподільчий вал здійснить лише одне обертання, що необхідно для здійснення одного робочого циклу.

    Часто зустрічається в побуті автомобілістів такий термін, як тепловий зазор.

    2